分布式溫度傳感（DTS）系統(tǒng)

2019年8月13日分類：技術解答

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光纖傳感器技術

無論是DTS還是DAS系統(tǒng) – 由控制器（頻率發(fā)生器，激光源，光學模塊，HF混頻器，接收器和微處理器單元）和光纖作為線形溫度傳感器組成。

在高頻（HF）調(diào)制器的幫助下，激光器的功率輸出在測量時間間隔內(nèi)從千赫茲范圍內(nèi)的起始頻率開始通過高兆赫茲范圍內(nèi)的結束頻率。產(chǎn)生的頻移是對反射計的局部分辨率的直接測量。經(jīng)調(diào)頻的激光通過光學模塊連接到光纖傳感器。

連續(xù)反向散射的拉曼光在光學模塊中被光譜過濾，并通過光電探測器轉換成電信號。然后在低頻光譜范圍（LF范圍）中放大和混合測量信號。平均LF信號的傅里葉變換導致兩個拉曼反向散射曲線。這些反向散射曲線的幅度與觀察位置的拉曼散射強度成比例。

分布式溫度傳感系統(tǒng)是長距離溫度監(jiān)測的理想選擇。

分布式溫度傳感（DTS）系統(tǒng)可以監(jiān)測長距離或大面積的溫度，它可以沿著海底或地下電力電纜。DTS系統(tǒng)不使用無數(shù)個傳統(tǒng)傳感器，而是使用單股光纖作為傳感器。

光纖跟隨您的安裝，為您提供連續(xù)溫度曲線的優(yōu)勢，取代傳統(tǒng)的單點電氣溫度測量。

分布式溫度傳感系統(tǒng)利用光，更具體地拉曼效應，以測量溫度。

在系統(tǒng)的一端，激光器將光脈沖發(fā)送到光纖并通過光纖。我們將這種光脈沖稱為入射光。大部分光在光纖中傳播，但是一小部分在光纖的每個點散射。

幾乎所有散射光的波長都與入射光相同，稱為瑞利散射。然而，少量散射光具有不同的波長 – 這稱為拉曼效應。

拉曼效應受例如溫度的影響。當溫度沿光纖某處變化時，拉曼散射會發(fā)生變化。

拉曼散射由斯托克斯和反斯托克斯散射組成。斯托克斯散射是比入射光更長波長的光，而反斯托克斯散射具有更短的波長。

雖然斯托克斯散射僅受溫度的輕微影響，但反斯托克斯散射的強度隨著溫度的升高而增加。

如果溫度在某個位置發(fā)生變化，DTS系統(tǒng)會計算出確切的溫度??和位置。

通過測量斯托克斯和反斯托克斯強度之間的差異來確定溫度。這是通過激光源中的定向耦合器完成的。

溫度變化的位置通過測量散射返回源所需的時間來確定，使您能夠精確定位變化的精確位置。

這聽起來很復雜 – 而且確實如此。然而，DTS系統(tǒng)不是傳統(tǒng)溫度傳感器的單溫快照，而是以光速提供非常精確的全溫度曲線！

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